碳点驱动的近红外光诱导微乳液原子转移自由基聚合

《Polymer Chemistry》：Carbon dot driven near infrared light induced miniemulsion atom transfer radical polymerization

近红外光催化微乳液ATRP制备高效可控聚合物，利用磷氮共掺杂碳点（PN-CDs）实现808 nm激光引发油水界面ATRP，2小时内获得?<1.25、转化率86%的聚合物，并通过光开关和链延伸实验验证时空可控性。

　　

光诱导聚合方法因其温和的操作条件、精确的时空控制以及操作简便性而越来越受到重视。除了均相体系之外，将光聚合技术应用于乳液体系提供了一种更加环保且实用的方法。然而，以往研究中常用的短波长光源的穿透能力较差，再加上非均相体系本身的不透明性，导致光能利用效率低下。本研究提出了一种高效的近红外（NIR）光诱导的微乳液原子转移自由基聚合（mini-ATRP）方法，采用磷氮共掺杂的碳点（PN-CDs）作为光催化剂。由于PN-CDs在近红外区域具有吸收特性，当被808纳米激光激发时能够产生电子，从而通过与油水滴界面的Cu(II)/表面活性剂离子对之间的电子转移来引发mini-ATRP反应。该NIR诱导的mini-ATRP体系能够在2小时内制备出分散度低（Δ < 1.25）且单体转化率高的聚合物。通过光控实验和链延伸实验，证明了该聚合过程具有优异的时间控制能力和聚合物链的稳定性。这项研究为开发可靠的乳液光聚合技术开辟了新的途径，实现了更强的控制性、更高的效率以及更可持续的工艺过程。